Океанічна кора: основні властивості, будова і глобальна геологічна роль

Відмінною рисою Земної літосфери, пов`язаної з феноменом глобальної тектоніки нашої планети, є наявність двох типів кори: материкової, що складає континентальні масиви, і океанічної. Вони розрізняються складом, будовою, потужністю і характером переважаючих тектонічних процесів. Важлива роль у функціонуванні єдиної динамічної системи, яку представляє собою Земля, належить океанічній корі. Для з`ясування цієї ролі перш за все необхідно звернутися до розгляду властивих їй особливостей.

Загальна характеристика

Океанічний тип кори утворює найбільшу геологічну структуру планети-ложе океану. Ця кора має невелику товщину-від 5 до 10 км (для порівняння, потужність кори континентального типу в середньому становить 35-45 км і може досягати 70 км). Займає вона близько 70% загальної площі поверхні Землі, але за масою майже вчетверо поступається материковій корі. Середня щільність порід близька до 2,9 г/см³, тобто вище, ніж у материків (2,6 - 2,7 г/см³).

На відміну від відокремлених блоків материкової кори, океанічна являє собою єдину планетарну структуру, яка, однак, не є монолітною. Літосфера Землі розчленована на ряд рухомих плит, сформованих ділянками кори і підстильної її верхньої мантії. Океанічний тип кори присутній на всіх літосферних плитах; існують плити (наприклад, Тихоокеанська або Наска), які не мають континентальних масивів.

Тектоніка плит і вік кори

В океанічній плиті розрізняють такі великі структурні елементи, як стабільні платформи-таласократони - і активні серединно-океанічні хребти і глибоководні жолоби. Хребти - це ділянки спредінгу, або розсовування плит і утворення нової кори, а жолоби-зони субдукції, або поддвига однієї плити під край іншої, де кора знищується. Таким чином, відбувається безперервне її оновлення, в результаті чого вік найдавнішої кори даного типу не перевищує 160-170 млн років, тобто вона сформувалася в юрському періоді.

З іншого боку, слід збиратися, що океанічний тип з`явився на Землі раніше, ніж континентальний (ймовірно, на рубежі катархей-архей, близько 4 млрд років тому), і характеризується набагато більш примітивним будовою і складом.

Чим і як складена земна кора під океанами

В даний час виділяють зазвичай три основних шари океанічної кори:

1. Осадовий. Утворений він в основному карбонатними породами, частково-глибоководними глинами. Поблизу схилів материків, особливо у дельт великих річок, присутні і теригенні опади, що надходять в океан з суші. У цих районах потужність опадів може становити кілька кілометрів, але в середньому вона невелика - близько 0,5 км. Поблизу серединно-океанічних хребтів опади практично відсутні.
2. Базальтовий. Це вилилися, як правило, під водою, лави подушкового типу. Крім того, до даного шару відносять розташований нижче складний комплекс даек-особливих інтрузій-долеритового (тобто також базальтового) складу. Середня товщина його 2-2, 5 км.
3. Габро-серпентинитовый. Складний інтрузивним аналогом базальту-габро, а в нижній частині-серпентинітами (метаморфізованими ультраосновними породами). Потужність цього шару, згідно з сейсмічними даними, досягає 5 км, а іноді і більше. Підошва його відокремлена від підстильної кору верхньої мантії особливою поверхнею розділу-кордоном Мохоровичича.

Будова океанічної кори свідчить про те, що, по суті, це утворення можна в деякому сенсі розглядати як диференційований верхній шар земної мантії, що складається з її розкристалізованих порід, який перекритий зверху тонким шаром морських опадів.

"Конвеєр" океанічного дна

Зрозуміло, чому в складі цієї кори мало осадових порід: вони просто не встигають накопичитися в значних кількостях. Розростаючись від спредінгових зон в районах серединно-океанічних хребтів завдяки надходженню гарячого мантійного речовини в ході конвекційного процесу, літосферні плити як би забирають океанічну кору все далі від місця формування. Їх захоплює горизонтальний ділянку все того ж повільного, але потужного конвективного течії. У зоні субдукції плита (і кора в її складі) занурюється назад в мантію вже як холодна частина цього потоку. Значна частина опадів при цьому здирається, мнеться і в кінцевому рахунку йде на приріст кори материкового типу, тобто на скорочення площі океанів.

Океанічному типу кори притаманне таке цікаве властивість, як смугові магнітні аномалія. Ці чергуються ділянки прямої і зворотної намагніченості базальту паралельні зоні спрединга і розташовуються симетрично по обидві сторони від неї. Вони виникають при кристалізації базальтової лави, коли вона набуває залишкову намагніченість відповідно до напрямку геомагнітного поля в ту чи іншу епоху. Оскільки воно багаторазово зазнавало інверсії, напрямок намагніченості періодично змінювалося на протилежне. Дане явище використовується при палеомагнітному геохронологічному датуванні, а півстоліття тому воно послужило одним з найбільш вагомих аргументів на користь правильності теорії тектоніки плит.

Океанічний тип кори в круговороті речовини і в тепловому балансі Землі

Беручи участь у процесах тектоніки літосферних плит, океанічна кора є важливим елементом довготривалих геологічних циклів. Такий, наприклад, повільний мантійно-океанічний кругообіг води. У мантії міститься дуже багато води, і чимала кількість її надходить в океан при формуванні базальтового шару молодої кори. Але за час свого існування кора, в свою чергу, збагачується завдяки формуванню осадового шару водою океанів, значна частка якої, частково в зв`язаному вигляді, йде в мантію при субдукції. Аналогічні цикли діють і для інших речовин, наприклад, для вуглецю.

Тектоніка плит відіграє ключову роль в енергетичному балансі Землі, забезпечуючи повільний перенос тепла від гарячих внутрішніх областей і тепловіддачу з поверхні. Притому відомо, що за всю геологічну історію планета віддала до 90% тепла саме через тонку кору під океанами. Якби не працював цей механізм, Земля позбавлялася б від надлишку тепла іншим шляхом – можливо, подібно Венері, де, як припускають багато вчених, відбувалося глобальне руйнування кори при прориві на поверхню перегрітої речовини мантії. Таким чином, значення океанічної кори для функціонування нашої планети в придатному для життя режимі також виключно велике.